Первая в своем роде башня Штутгартского университета демонстрирует передовой дизайн массивной древесины

Профессор Штутгартского университета Ахим Менгес поделился подробностями нового исследовательского проекта смотровой башни под названием Wangen Tower после его реализации в начале этого месяца на региональной садовой выставке Landesgartenschau Wangen im Allgäu на юге Германии. (Фото предоставлено: © ICD/ITKE/IntCDC Штутгартского университета)

Первая в мире многоэтажная конструкция из переработанного бетона, стали и поперечно-клееной древесины (CLT) была возведена в Южной Германии.

Новая башня Вангена, открывшаяся ранее в этом месяце, была спроектирована Кластером передового опыта в области интегративного вычислительного проектирования и строительства для архитектуры (IntCDC) Штутгартского университета и была собрана всего за три дня!

Башня Ванген высотой 23 метра состоит из двенадцати длинных структурных сегментов, изготовленных из трех различных элементов CLT. Каждый элемент подвергается прецизионной обработке с использованием 5-осевой технологии ЧПУ, а затем соединяется через недавно разработанное соединение внахлест из мономатериала. По данным IntCDC, это соединение «передает силы во всех направлениях, создавая непрерывный CLT, сохраняя при этом постоянные размеры поперечного сечения».

Спиральная спираль башни и кривизна ее CLT-поверхностей образуют поверхностно-активную деревянную конструкцию, способную выдерживать горизонтальные ветровые нагрузки. IntCDC объясняет, что кривизна придает древесине жесткость, как у гофрированного листа. 

Кроме того, центральная часть лестницы выдерживает вертикальные нагрузки и элегантно подчеркивает точное распределение нагрузки между конструктивными компонентами за счет сужения у основания.

Профессор Ян Книпперс, глава Института строительных конструкций и структурного проектирования, отметил, что «инновации в деревянном строительстве возможны благодаря интегративному подходу к научным исследованиям, компьютерному проектированию, цифровому производству и экспертному мастерству». 

Он добавил, что изогнутые деревянные компоненты башни основаны на самоформирующемся производственном процессе, на который влияет усадка древесины, вызванная влажностью.

Башня Ванген была спроектирована, сертифицирована и построена в течение года. IntCDC Штутгартского университета использовал компьютерное 3D-моделирование для создания шпиля. Самопроизвольные компоненты изготовлены из плоских панелей, состоящих из «активного» слоя толщиной 30 миллиметров и «ограничительного» слоя толщиной 10 миллиметров. 

После ламинирования панели подвергаются контролируемой сушке в печи, во время которой активный слой сжимается перпендикулярно направлению волокон, придавая панелям изогнутую форму. Три двухслойные пластины и тонкий фиксирующий слой ламинируются, образуя изогнутую CLT-панель толщиной 130 миллиметров.

Шпиль из поперечно-клееной древесины находится в стадии строительства. (Фото предоставлены Штутгартским университетом)

Для повышения эффективности сегменты конструкции были предварительно собраны в пары, что свело время строительства на месте до трех дней. Стальные соединители и большая часть из 168 индивидуально изготовленных панелей фасада из лиственницы были предварительно смонтированы на заводе. 

Затем компоненты были установлены на месте на неглубоком фундаменте, сделанном из переработанного бетона с цементом с пониженным содержанием CO2. Наконец, сверху были вставлены винтовая лестница и смотровая площадка, чтобы завершить конструкцию.

«Особое выражение уникальной деревянной конструкции башни демонстрирует возможности проектирования возобновляемой, местной и ресурсоэффективной деревянной архитектуры», — сказал профессор Ахим Менгес, директор кластера передового опыта IntCDC.

Вангенскую башню собрали всего за три дня. (Фото предоставлено: Фото: Кристоф Морлок)

Подробности о Башне Ванген

• Высота: ок. 23 метра (75 футов)
• Площадь: 50 квадратных метров (538 квадратных футов)
• Диаметр смотровой башни: 5,6 метра (18 футов).
• Фундамент: переработанный бетон с цементом с пониженным содержанием CO2.
• Деревянная конструкция: двенадцать изогнутых панелей CLT толщиной 130 миллиметров и общей площадью 360 квадратных метров (3875 квадратных футов).
• Лестница: винтовая лестница из горячеоцинкованной стали, 113 ступенек.
• Смотровая площадка: конструкция из горячеоцинкованной стали со стеклянными панелями.

Партнеры проекта

• Кластер передового опыта IntCDC — Интегративное вычислительное проектирование и строительство в архитектуре, Штутгартский университет
• Институт вычислительного проектирования и строительства (ICD): профессор Ахим Менгес, Мартин Альварес, Моника Гёбель, Лаура Кизеветтер, Дэвид Стилер и доктор Дилан Вуд при поддержке Гонсало Муньоса Герреро, Алины Туреан и Аарона Вагнера.
• Институт строительных конструкций и структурного проектирования (ITKE): профессор д-р Ян Книпперс и Грегор Нойбауэр
• Blumer-Lehmann AG: Катарина Леманн, Дэвид Риггенбах и Ян Гантенбейн
• Biedenkapp Stahlbau GmbH: Маркус Райшманн и Франк Яр
• Город Ванген-им-Альгой — Государственная садовая выставка Ванген-им-Альгау 2024 GmbH